JPS5911993B2 - drive circuit - Google Patents

drive circuit

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JPS5911993B2
JPS5911993B2 JP55136672A JP13667280A JPS5911993B2 JP S5911993 B2 JPS5911993 B2 JP S5911993B2 JP 55136672 A JP55136672 A JP 55136672A JP 13667280 A JP13667280 A JP 13667280A JP S5911993 B2 JPS5911993 B2 JP S5911993B2
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transistor
output
signal
transistors
gate
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JP55136672A
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アンドリユ・ゴ−ドン・フランシス・デイングウオ−ル
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RCA Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、データ信号の印加を予測して回路を条件付
け、データ信号が印加されると、そのデータが回路を通
つて伝播し、回路の出力に発生す30る速さを高めるた
めの手段に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention conditions a circuit in anticipation of the application of a data signal, so that when the data signal is applied, the data propagates through the circuit and the 30 speed It concerns means for increasing the quality of life.

とりわけ回路の入力が高インピーダンス、低工ネルギの
信号源に接続され、回路の出力が比較的大きな負荷を駆
動する必要のある高速回路の設計には多くの問題がある
。例えば、記憶装置では、35駆動回路は、せいぜい数
ピコファラッドのインピーダンスを持つた信号源(例え
ば記憶セルやセンス増幅器の出力)からのデータ信号を
50ピコフアラツドあるいはそれ以上の負荷に数ナノ秒
で伝送しなければならない。回路の出力段を構成する装
置は、所定の時間で負荷容量を充電あるいは放電させる
のに必要な比較的大きな電流を通過(吸収源(シンク)
としてあるいは供給源として)させるために比較的大型
でなければならない。
There are many problems in the design of high speed circuits, especially where the inputs of the circuit are connected to high impedance, low energy signal sources and the output of the circuit is required to drive a relatively large load. For example, in a storage device, a 35 drive circuit transmits a data signal from a signal source with an impedance of no more than a few picofarads (e.g., the output of a storage cell or sense amplifier) to a load of 50 picofarads or more in a few nanoseconds. Must. The devices that make up the output stage of a circuit pass through (sink) the relatively large current required to charge or discharge the load capacitance in a given amount of time.
It must be relatively large in order to be used (as an agent or as a source).

しかしながら、大きな寸法の装置を使用すると、装置に
付帯するキヤパシタンスが大きくなり、回路中の遅延が
大きくなる。これは、回路の入力段を構成するための装
置は、その入力容量を小さくし、入力信号源と確実に適
合できるように一般に小さく作られているので、いろい
ろな問題を提起する。すなわち、入力段の装置は小さい
ので、駆動回路の内部接続点を急速に充電しまた放電さ
せるのに必要とする電流を供給することができない。こ
のため、a)大きな出力装置と小さな入力装置、および
b)極めて迅速に応答する回路を持つ必要がある、とい
う相反する要求を満たさなければならないという問題が
ある。大きな出力装置を使用した場合にも、これは、2
つの2進レベル間で回路の出力を駆動するのに非常に長
い時間を要するので、さらに別の問題が出てくる。
However, using a larger size device increases the capacitance associated with the device and increases the delay in the circuit. This poses various problems since the devices for configuring the input stage of a circuit are generally made small in order to reduce their input capacitance and ensure compatibility with the input signal source. That is, the input stage devices are too small to supply the current needed to rapidly charge and discharge the internal connections of the drive circuit. This presents the problem of having to meet the conflicting requirements of a) the need to have a large output device and a small input device, and b) the need to have circuitry that responds extremely quickly. Even when using large output devices, this
Yet another problem arises because it takes a very long time to drive the output of the circuit between two binary levels.

従つて、この発明による回路では、データ信号が印加さ
れると出力を高レベルあるいは低レベ友のいずれかに駆
動する上記データ信号の供給に先立つて、回路の出力を
高レベルと低レベルの中間のレベルに予充電するための
手段を具備している。
Thus, in a circuit according to the invention, the output of the circuit is driven between a high level and a low level prior to the application of said data signal, which drives the output either to a high level or to a low level when the data signal is applied. The battery is equipped with means for precharging to the level of .

この発明を実施した回路は、2進値データ入力信号を受
信し、また導電路が回路の第1の電圧端子と出力点との
間に接続された第1の引上げ(プルアツプ)トランジス
タを有している。この回路はまた出力点と第2の電圧端
子との間に接続された導電路を有する第2の引下げ(プ
ルダウン)トランジスタを有している。″一方の値のデ
ータ入力信号に応答して一方のトランジスタを導通させ
ると共に他方のトランジスタを遮断し、また他方の値の
入力信号に応答して一方のトランジスタを遮断すると共
に他方のトランジスタを導通させるための第1の手段が
設けられている。この回路は、これに新しいデータ信号
が供給されんとすることを示す第2の制御信号を受信す
る形式のものである。この発明による回路は、第2の制
御信号に応答する改善された予充電回路からなつている
A circuit embodying the invention includes a first pull-up transistor receiving a binary data input signal and having a conductive path connected between a first voltage terminal of the circuit and an output point. ing. The circuit also includes a second pulldown transistor having a conductive path connected between the output point and a second voltage terminal. ``Turn on one transistor and turn off the other transistor in response to a data input signal of one value, and turn off one transistor and turn on the other transistor in response to an input signal of the other value. First means are provided for: the circuit being of the form of receiving a second control signal indicating that a new data signal is to be applied thereto; the circuit according to the invention comprises: It comprises an improved precharging circuit responsive to a second control signal.

この予充電回路は、出力点を第1の端子に供給される電
圧と第2の端子に供給される電圧の中間の値の電圧に予
充電するために引上げおよび引下げトランジスタの導電
路の導通度を制御する。この回路は上記引上げおよび引
下げトランジスタの制御電極に接続された通常は非導通
の手段を有しており、瞬間的に両方のトランジスタを導
通させ、それと共に上記第2の制御信号が発生したとき
第1の電圧端子に印加される電圧と第2の電圧端子に印
加される電圧との上記中間の値に出力点を充電する。以
下、図を参照しつつこの発明を詳細に説明する。この発
明を実施するに当つて使用するのに適した実際の装置は
、絶縁ゲート電界効果トランジスタ(IGFET)とし
て当技術分野で周知の種類のものである。
This precharging circuit uses a conduction path of the pull-up and pull-down transistors to precharge the output point to a voltage that is intermediate in value between the voltage supplied to the first terminal and the voltage supplied to the second terminal. control. The circuit has normally non-conducting means connected to the control electrodes of the pull-up and pull-down transistors, momentarily making both transistors conductive and thereby causing the second control signal to turn on when the second control signal is generated. The output point is charged to a value intermediate between the voltage applied to the first voltage terminal and the voltage applied to the second voltage terminal. Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. The actual devices suitable for use in practicing this invention are of the type known in the art as insulated gate field effect transistors (IGFETs).

このため回路はこのようなトランジスタを使用するもの
として図示されており、また以下ではそのように説明さ
れている。しかしながら、これは他の適当な装置の使用
を否定するものではなく、このため特許請求の範囲中で
制限なしに使用されているトランジスタという用語は一
般的な意味で使用されている。図面中では、P導電形の
エンハンスメント形IGFETについてはPの後に特定
の参照番号を付して示し、N導電形のエンハンスメント
形IGFETについてはNの後に特定の参照番号を付し
て示してある。
For this reason, the circuit is illustrated and described as using such transistors below. However, this does not preclude the use of other suitable devices, and therefore the term transistor, which is used without limitation in the claims, is used in its general sense. In the drawings, enhancement mode IGFETs of P conductivity type are indicated by a specific reference number after P, and enhancement mode IGFETs of N conductivity type are indicated by a specific reference number after N.

IGFETの特性は周知であり、詳しく説明する必要は
ないと思う。しかし、以下の説明をより一層明確に理解
できるように、それに関する定義と本発明に適した特性
を次に列挙しておく。1.各1GFETは導電路の両端
部を限定する第1および第2の電極と、制御電極(ゲー
ト)とを有し、この制御電極に印加された電圧が上記導
電路の導電度を決定する。
The characteristics of IGFETs are well known and I do not think it is necessary to explain them in detail. However, in order to understand the following description more clearly, the relevant definitions and characteristics suitable for the present invention are listed below. 1. Each GFET has first and second electrodes defining opposite ends of a conductive path, and a control electrode (gate), the voltage applied to which determines the conductivity of the conductive path.

IGFETの第1および第2の電極はソース電極および
ドレン電極と称される。P形1GFETでは、ソース電
極は、第1および第2の電極のうち、より正の(より高
い)電圧が印加される電極として特定されるものである
。N形1GFETでは、ソース電極は第1および第2の
電極のうちより低い正(低い)の電圧が印加される電極
として特定されるものである。2.印加されたゲート−
ソース間電圧(VGs)がトランジスタを導通方向にす
るものであり、しかもトランジスタの閾値電圧(VT)
と定義される所定値よりも大きいときに導通状態となる
The first and second electrodes of the IGFET are called source and drain electrodes. In the P-type 1GFET, the source electrode is specified as the electrode to which a more positive (higher) voltage is applied between the first and second electrodes. In an N-type 1GFET, the source electrode is specified as the electrode to which a lower positive (lower) voltage is applied between the first and second electrodes. 2. Applied gate −
The source-to-source voltage (VGs) is what makes the transistor conductive, and the threshold voltage (VT) of the transistor
A conductive state occurs when the value is larger than a predetermined value defined as .

P形エンハンスメントIGFETを導通状態とするには
、そのゲート電圧VGはそのソース電圧Vsよりも少な
くともTだけより負である。N形エンハンスメントIG
FETを導通状態とするには、そのVGはVsよりもV
Tだけより正である。3.IGFETは、制御電極に付
勢信号が印加されるとある意味で双方向性となり、第1
および第2の電極によつて特定される導通路をいずれの
方向ににも電流が流れ得る。
For a P-type enhancement IGFET to be conductive, its gate voltage VG is at least an amount T more negative than its source voltage Vs. N type enhancement IG
To make a FET conductive, its VG is lower than Vs.
It is more positive than T alone. 3. The IGFET becomes bidirectional in a sense when an energizing signal is applied to the control electrode, and the first
Current may flow in either direction through the conductive path defined by the second electrode and the second electrode.

すなわちソースとドレンが入れ換り得る。以下の説明で
は、アース電位あるいはそれに近い電位は一応論理〔0
〕すなわち低論理と定義し、+VDDあるいは+Vボル
トまたはそれに近い電位を論理〔1〕すなわち高論理と
定義する。
In other words, the source and drain can be interchanged. In the following explanation, the ground potential or a potential close to it will be referred to as logic [0
] That is, it is defined as low logic, and +VDD or +V volts or a potential close to it is defined as logic [1], that is, high logic.

第1図は、アドレス線201が変化検出およびデコーダ
203に接続された記憶装置の一部を示している。回路
203は多くの異つた形式をとり得るが、この発明を説
明する目的のためには、a)記憶装置が読取りモードに
あり、b)特定の記憶アレー(チツプ)200が選択さ
れると、第3図の波形Aの時刻T。に示すように、アド
レス線201の信号に変化(高から低へ、または低から
高へ)があると線11および13にはそれぞれ第3図の
波形B,Cに示すように第1予充電パルス(PPl)、
第2予充電パルス(PP2)が発生する。PPlおよび
PP2はアドレス信号の変化の後5乃至10ナノ秒以内
に発生する。PPl,PP2は同時に発生し得るもので
あるが、説明を容易にするためにPPlは時刻T2で発
生するPP2より前に時刻t1で発生すると仮定する。
いずれにしてもPPl,PP2は共に第3図に示すよう
にT2とT4の間、同時に持続するものである。PPl
,PP2は回路203で発生されるものとして示されて
いるが、これらのパルスを発生させることのできる回路
は駆動段5の一部とすることもできる。PPl,PP2
の発生と同時に回路203のデコーダ部分はアドレス信
号変化情報を解読し、対応するワード線205に供給さ
れる付勢信号を発生する。
FIG. 1 shows a portion of a storage device in which address lines 201 are connected to change detection and decoder 203. FIG. Circuit 203 can take many different forms, but for purposes of describing the invention, it will be understood that a) the storage device is in read mode, and b) a particular storage array (chip) 200 is selected. Time T of waveform A in FIG. As shown in FIG. 3, when there is a change in the signal on address line 201 (from high to low or from low to high), lines 11 and 13 receive a first precharge as shown in waveforms B and C of FIG. 3, respectively. Pulse (PPl),
A second precharge pulse (PP2) is generated. PP1 and PP2 occur within 5 to 10 nanoseconds after the address signal change. Although PP1 and PP2 can occur simultaneously, for ease of explanation it is assumed that PP1 occurs at time t1 before PP2 occurs at time T2.
In any case, both PP1 and PP2 continue simultaneously between T2 and T4 as shown in FIG. PPl
, PP2 are shown as being generated by circuit 203, but the circuitry capable of generating these pulses could also be part of drive stage 5. PPl, PP2
Upon the occurrence of , the decoder portion of circuit 203 decodes the address signal change information and generates an enable signal that is applied to the corresponding word line 205 .

ワード線は付勢信号をパス・トランジスタ207のゲー
ト電極に導き、このトランジスタ207は記憶セル20
9の内容をビツト線211上へ読み出させる。ビツト線
211上に接続されたセンス増幅器213は線211上
の信号を増幅し、線15上にDATAと示された出力信
号を発生する。アドレスの変化に応答して発生された新
しいDATA信号は、第3図の波形Dに示すようにアド
レス変化の発生後30乃至35ナノ秒以内で有効となる
(すなわちデータ・ビツト読出し値を持つている)。す
なわち、30乃至35ナノ秒は、デコーダがどのワード
線が選択されたかを決定し、次いで選択されたデータが
線15上に現われるのに要する時間である。予充電パル
スPPl,PP2およびDATA信号は4状態(クオド
・ステート)出力駆動回路5に供給される。この駆動回
路5は、DATAが有効となつた、このDATAに応答
して出来るだけ迅速に(20ナノ秒またはそれ以下)そ
の出力22に信号を発生させる。第2図に詳細に示す駆
動段5は、出力段10、予測予充電回路12、および予
充電レベルおよびデータの流れを制御するための回路1
4を有している。出力段10はプルアツプ・トランジス
タ20を有しそのソース電極は電源端子20に接続され
、ドレン電極は出力端子22に接続されている。また出
力段10はプルダウン・トランジスタN1をも有し、そ
のドレン電極は出力端子22に、ソース電極は電源端子
24に接続されている。端子24にはアース電位すなわ
ちOボルトが印加され、端子20にはアースに対して正
のVDDボルトが印加される。Pl,Nlは出力端子2
2に接続された比較的大きな負荷、一例として容量性で
あり、約50pfの値を持つと仮定するCLを駆動する
ことができるように寸法的に大きなものである。回路1
2はトランジスタP2およびN2、インバータ11、ナ
ンド・ゲートG1とインバータ12とからなるパルス形
成回路網からなつている。
The word line conducts the enable signal to the gate electrode of pass transistor 207, which is connected to storage cell 20.
9 is read onto the bit line 211. Sense amplifier 213 connected on bit line 211 amplifies the signal on line 211 and produces an output signal labeled DATA on line 15. The new DATA signal generated in response to an address change becomes valid (i.e., the signal with the data bit read value) within 30 to 35 nanoseconds after the address change occurs, as shown in waveform D of Figure 3. ). That is, 30 to 35 nanoseconds is the time it takes for the decoder to determine which word line has been selected and then for the selected data to appear on line 15. The precharge pulses PPl, PP2 and the DATA signal are supplied to a quad-state output drive circuit 5. This drive circuit 5 generates a signal at its output 22 as quickly as possible (20 nanoseconds or less) in response to DATA when it becomes valid. The drive stage 5, shown in detail in FIG. 2, includes an output stage 10, a predictive precharge circuit 12, and a circuit 1 for controlling the precharge level and data flow.
It has 4. Output stage 10 has a pull-up transistor 20 whose source electrode is connected to power supply terminal 20 and whose drain electrode is connected to output terminal 22. The output stage 10 also has a pull-down transistor N1, whose drain electrode is connected to the output terminal 22 and whose source electrode is connected to the power supply terminal 24. Terminal 24 has a ground potential or O volts applied, and terminal 20 has a positive VDD volts applied to ground. Pl and Nl are output terminals 2
It is dimensionally large so as to be able to drive a relatively large load connected to CL, one example of which is capacitive and which is assumed to have a value of about 50 pf. circuit 1
2 consists of a pulse forming network consisting of transistors P2 and N2, an inverter 11, a NAND gate G1 and an inverter 12.

トランジスタN2のソース・ドレン電路はトランジスタ
P1のゲート・ドレン間に接続され、トランジスタP2
のソース・ドレン電路はトランジスタN1のゲート・ド
レン間に接続されている。インバータ11の出力はトラ
ンジスタN2のゲート接続され、その入力はトランジス
タP2と、2入力ナンド・ゲートG1の出力信号V1が
供給される接続点とに一緒に接続されている。予測信号
として動作するPPlパルスはゲートG1の第1入力お
よびインバータ12の入力に接続され、インバータ12
の出力はゲートG1の他の入力に供給されている。ゲー
トG1とインバータ11の組合せは以下に説明するよう
にパルス成形回路網として働く。インバータ12は非対
称になつており、そのスイツチング点はVccボルト(
高レベル)に非常に近くセツトされている。
The source-drain path of transistor N2 is connected between the gate and drain of transistor P1, and
The source-drain path of is connected between the gate and drain of transistor N1. The output of the inverter 11 is connected to the gate of a transistor N2, the input of which is connected together to the transistor P2 and to the node to which the output signal V1 of the two-input NAND gate G1 is supplied. The PPl pulse, which acts as a prediction signal, is connected to the first input of gate G1 and to the input of inverter 12;
The output of is fed to the other input of gate G1. The combination of gate G1 and inverter 11 acts as a pulse shaping network as explained below. The inverter 12 is asymmetrical and its switching point is Vcc volts (
high level).

これは、インバータ12が第2図の14または15と構
造的に同じ相補形インバータであつて、インバータの出
力とVDDとの間に接続されるP形トランジスタをイン
バータの出力とアースとの間に接続されるN形トランジ
スタよりもかなり大きな装置とし、しかも両方のトラン
ジスタをなお比較的小さな装置とすることによつて実現
できる。従つて、インバータ12は正方向入力信号に対
しては比較的ゆつくりと応答し、従つてその出力(高か
ら低への出力)は正方向入力に応答して遅延される。従
つて、PPlが低から高へ変化すると、ゲートG1の一
方(1)の入力は直ちに高レベルとなり、他方(2)の
入力はインバータ12の出力が高から低へ切換るまで高
レベルに留まつている。従つて、PPlが第2図の波形
Bに示す正方向に変化すると、ゲートG1の出力には波
形Eに示すように負方向パルスが発生する。ゲートG1
の出力信号1が負になると、出力22は所定のレベルに
充電されるということを示している。
This is because inverter 12 is a complementary inverter structurally the same as 14 or 15 in FIG. 2, and a P-type transistor connected between the inverter output and VDD is connected between the inverter output and ground. This can be achieved by making the device considerably larger than the N-type transistor to which it is connected, while still making both transistors relatively small devices. Therefore, inverter 12 responds relatively slowly to positive going input signals and its output (high to low output) is therefore delayed in response to positive going inputs. Therefore, when PPI changes from low to high, one (1) input of gate G1 immediately goes high, and the other (2) input remains high until the output of inverter 12 switches from high to low. It is worshiped. Therefore, when PPl changes in the positive direction as shown in waveform B in FIG. 2, a negative direction pulse as shown in waveform E is generated at the output of gate G1. Gate G1
When the output signal 1 of 1 becomes negative, it indicates that the output 22 is charged to a predetermined level.

負に向うV1信号はトランジスタP2のゲートに直接供
給され、それを導通させ、またインバータ11の入力に
供給され、その出力に現われる正方向出力はトランジス
タN2のゲートに供給され、それを導通させる。説明を
簡単にするために、同じ値のVGSに対してトランジス
タN2の導電路のインピーダンスZN2はトランジスタ
P2の導電路のインピーダンスZP2に等しいと仮定す
る。
The negative going V1 signal is applied directly to the gate of transistor P2, making it conductive, and is also applied to the input of inverter 11, the positive going output appearing at its output is applied to the gate of transistor N2, making it conductive. To simplify the explanation, it is assumed that the impedance ZN2 of the conductive path of transistor N2 is equal to the impedance ZP2 of the conductive path of transistor P2 for the same value of VGS.

トランジスタP2およびN2が導通すると、トランジス
タP1のゲート・ドレン間およびトランジスタN1のゲ
ート・ドレン間を相対的に低インピーダンス状態とし、
トランジスタNl,Plを導通状態とする。ゲート電極
が、トランジスタN2,P2を経てそれぞれ出力端子2
2に接続されたトランジスタPl,Nlは共通ソース・
モードで動作し、出力電圧VOをVDDとOボルトとの
中間のレベルの電圧に駆動するように動作する。出力の
充電レベルは、トランジスタPl,Nl,P2,N2の
導電路のインピーダンスと、トランジスタPl,Nlの
ゲート電極に駆動信号を供給するためのインバータ14
,15の状態の関数となる。VOが充電される正確なレ
ベルは、3つの可能な条件のうちのどの条件が適用され
るかに基いて決まる。
When transistors P2 and N2 become conductive, the gate and drain of transistor P1 and the gate and drain of transistor N1 are brought into a relatively low impedance state,
Transistors Nl and Pl are brought into conduction. The gate electrodes are connected to output terminals 2 through transistors N2 and P2, respectively.
The transistors Pl and Nl connected to
mode, and operates to drive the output voltage VO to a voltage level intermediate between VDD and O volts. The charge level of the output is determined by the impedance of the conductive path of the transistors Pl, Nl, P2, N2 and the inverter 14 for supplying the drive signal to the gate electrodes of the transistors Pl, Nl.
, 15 states. The exact level at which VO is charged depends on which of three possible conditions applies.

条件1: トランジスタP2,N2はトランジスタN4,N5の導
通に伴つて導通する。
Condition 1: Transistors P2 and N2 become conductive as transistors N4 and N5 become conductive.

この条件は、例えばDATA信号が低レベルで、PP2
が供給されないときに存在する。トランジスタN4はト
ランジスタN5よりもかなり大きな装置とされているの
で、トランジスタP1のゲートは、トランジスタN2が
出力からトランジスタN4のドレンへ電流を流通させる
ことに伴つてOボルトに非常に近く維持される。トラン
ジスタP2およびN5が出力とアースとの間に接続され
た分圧器として動作する間、両者の接続点にトランジス
タN1のゲート電圧を発生させる。その結果、トランジ
スタP1のVGSはトランジスタN1のVGSよりもか
なり大きくなる。トランジスタP1はN1よりも強く導
通し、VOはDOから引降されるが、VDD/2までは
引降されない。この条件に対する出力信号は第3図の波
形Fの点線1で示されている。条件2: トランジスタN2およびP2はトランジスタP4および
P5の導通によつて導通する。
This condition is, for example, when the DATA signal is low level and the PP2
Exists when not supplied. Because transistor N4 is a much larger device than transistor N5, the gate of transistor P1 is maintained very close to O volts as transistor N2 conducts current from its output to the drain of transistor N4. Transistors P2 and N5 operate as a voltage divider connected between the output and ground, while generating the gate voltage of transistor N1 at their junction. As a result, the VGS of transistor P1 will be significantly greater than the VGS of transistor N1. Transistor P1 conducts more strongly than N1 and VO is pulled down from DO, but not to VDD/2. The output signal for this condition is shown by dotted line 1 of waveform F in FIG. Condition 2: Transistors N2 and P2 are conductive due to conduction of transistors P4 and P5.

この条件は、例えば、DATA信号が高レベルで、PP
2が供給されないときに存在する。トランジスタP5は
P4よりもかなり大であるので、トランジスタN1に供
給される導通のための電圧はトランジスタP1に供給さ
れる導通のための電圧よりも大きい。その結果、トラン
ジスタN1はP1よりもより強く導通する。それにより
、トランジスタP1の導通によつてVOの電位をVDD
/2に向けて上昇させるが、そのレベルにまでは上昇さ
せることはない。この状態は第3図の波形Fの点線1で
示されている。.条件3: トランジスタP2,N2は導通し、またトランジスタP
4,N5も導通している。
This condition is, for example, when the DATA signal is high level and the PP
Exists when 2 is not supplied. Since transistor P5 is significantly larger than P4, the voltage for conduction supplied to transistor N1 is greater than the voltage for conduction supplied to transistor P1. As a result, transistor N1 conducts more strongly than P1. As a result, the potential of VO is reduced to VDD by the conduction of transistor P1.
/2, but not to that level. This condition is shown by dotted line 1 of waveform F in FIG. .. Condition 3: Transistors P2 and N2 are conductive, and transistor P
4. N5 is also conductive.

この状態はPP2が存在する(正に向う)ときに現われ
る。この信号の条件のもとでは、出力は以下に述べるよ
うにVDD/2に向けて駆動される。等しい値のVGS
に対してトランジスタP1のソース・ドレン間電路のイ
ンピーダンスZPIは1・ランジスタN1のソース・ド
レン間電路のインピーダンスZNIに等しいと仮定する
This condition appears when PP2 is present (going straight). Under this signal condition, the output is driven towards VDD/2 as described below. equal value VGS
In contrast, it is assumed that the impedance ZPI of the source-drain circuit of the transistor P1 is equal to the impedance ZNI of the source-drain circuit of the transistor N1.

従つて、トランジスタP1およびN1は端子22におけ
る出力電圧VOをVDD/ 2に向けて駆動するように
動作する。VDD/2へ向う充電については極端な例を
示して説明するのが理解し易いと思われる。
Transistors P1 and N1 therefore operate to drive the output voltage VO at terminal 22 toward VDD/2. It may be easier to understand charging toward VDD/2 by using an extreme example.

従つて、VOは最初oボルトで、トランジスタP2およ
びN2は導通していると仮定する。各種のトランジスタ
の寸法に依存して、VDDの電位にあるソースとトラン
ジスタN2を介してVOにおけるoボルトに接続された
ゲートとを有するトランジスタP1は導通し、VOがト
ランジスタN1をも導通させるのに充分な正になるまで
出力をVDDに向けて引上げる。ZNIとZPIは分圧
回路網と全く同じように動作するので、トランジスタN
1が導通すると、VOは上昇し続けるが、上昇限度はV
DD/2である。トランジスタN2(およびP2)はソ
ース・ホロワとして接続されているので、導電度が段々
と小さくなることに伴つてトランジスタN2とP1が初
期において急速に導通するのを確実ならしめている。最
初はVOは0ボルトで、ゲートにインバータエ1からV
DDが供給されたトランジスタN2は強く導通し、一方
ゲートとソースがoボルトにあるトランジスタP1は非
導通状態である。しかしながらVOがVDDに向けて上
昇すると、トランジスタN2は弱<、P2は強<導通し
、さらにその間電流はインバータ14および15によつ
て平衡状態となるまで供給される。従つて、VOがトラ
ンジスタP1およびN1の導通以前にoボルトであつた
なら、VOは第3図の波形Fに示すようにVDD/2に
向けて引上げられる。一方、VOが、トランジスタP1
およびN1の導通以前にVDDであつたなら、それはV
DD/ 2に向けて引下げられる。従つて、トランジス
タN2とP2のソース・ホロワ動作によつて、もしトラ
ンジスタP1とN1の導通に先立つて高レベルが存在す
れば、VOはVDD/ 2(ZNI= ZPI,ZN2
=ZP2に対して)に近い制御されたレベルになるまで
放電され、もしトランジスタP1とN1の導通に先立つ
て低レベルが存在すれば、VOはVDD/2に近いレベ
ルに充電される。出力が予充電されるレベルは、トラン
ジスタP1とN1の設計によつてVDT,/2に近い値
以外の値とすることもできる。しかしながら、説明を判
り易くするために、VDD/2を出力論理レベル変移点
として選んである。従つて、アドレス変化が生じる毎に
予測パルスPPIが発生し、回路5の出力を新しいデー
タ信号の到達に先立つてVDD/2に近い電圧レベルに
向けて予充電することは明らかである。
Therefore, assume that VO is initially at o volts and transistors P2 and N2 are conducting. Depending on the dimensions of the various transistors, transistor P1 with its source at the potential of VDD and its gate connected to o volts at VO through transistor N2 will conduct, even though VO will also cause transistor N1 to conduct. Pull the output towards VDD until it is fully positive. Since ZNI and ZPI operate exactly like a voltage divider network, transistor N
1 conducts, VO continues to rise, but the limit of rise is V
It is DD/2. Transistor N2 (and P2) is connected as a source follower, ensuring that transistors N2 and P1 initially conduct rapidly as the conductivity becomes progressively smaller. Initially, VO is 0 volts, and V from inverter 1 to the gate.
Transistor N2, supplied with DD, is strongly conducting, while transistor P1, whose gate and source are at o volts, is non-conducting. However, as VO rises towards VDD, transistor N2 conducts weakly and P2 conducts strongly, while current is supplied by inverters 14 and 15 until equilibrium is reached. Therefore, if VO was at o volts prior to conduction of transistors P1 and N1, VO is pulled toward VDD/2 as shown in waveform F of FIG. On the other hand, VO is the transistor P1
and was at VDD before conduction of N1, then it is VDD
It will be lowered towards DD/2. Therefore, due to the source follower operation of transistors N2 and P2, if a high level is present prior to the conduction of transistors P1 and N1, VO will be VDD/2 (ZNI = ZPI, ZN2
If a low level is present prior to conduction of transistors P1 and N1, VO is charged to a level close to VDD/2. The level at which the output is precharged can also be other than close to VDT,/2 depending on the design of transistors P1 and N1. However, for ease of explanation, VDD/2 is chosen as the output logic level transition point. It is therefore clear that each time an address change occurs, a prediction pulse PPI is generated, precharging the output of the circuit 5 towards a voltage level close to VDD/2 prior to the arrival of the new data signal.

これによつて出力回路を経由するDATA信号の伝搬に
対する応答性を速めることができる。出力をVDD/2
に予充電すると、通常のデータのレベル変化に対して速
い応答性を与えるが、この発明による効果を発揮するた
め、このレベルにあまり近づける必要はない。
This makes it possible to speed up the response to the propagation of the DATA signal via the output circuit. Output to VDD/2
Although precharging to 100% provides fast response to normal data level changes, it is not necessary to approach this level too closely for the present invention to be effective.

第1に、もしデータが変化しなければ、出力は中間値V
DD/2レベルにあまり近ずくことはないが、しかしV
DD/2から離れた適当な電圧限界値に留まつていると
いう利点がある。第2に、出力電圧が変化しない力ゝ遮
断状態の装置がそれ程強く導通しない場合には、ダイナ
ミツク電力消費が減少する。最後に、予充電されたトラ
ンジスタN2およびP2の導通時のインピーダンスは、
予充電パルスPPIがトランジスタN2およびP2をな
お篤通状態に維持していても、データ変化信号がインバ
ータ14および15を経て出力レベルを変化させるため
に伝播することができる程度のものであれば、予充電パ
ルスPPIのタイミングは最短臨界値となる。第2の予
充電パルスPP2が存在しない場合でも、出力レベルが
予測予充電パルスPPIによつて中間レベルに向けて充
電される限り、総合的には速さに関する効果が得られる
。回路14は、線13および15から取出された信号を
トランジスタP1の制御電極に供給するための第1の信
号制御電路14a、および線13および15から取出さ
れた信号をトランジスタN1の制御電極に供給するため
の第2の信号制御電路14bとを具備している。
First, if the data does not change, the output will be the intermediate value V
Not very close to DD/2 level, but V
The advantage is that it remains at a reasonable voltage limit away from DD/2. Second, dynamic power consumption is reduced if the output voltage does not change and the device in the shut-off state does not conduct as strongly. Finally, the conduction impedance of precharged transistors N2 and P2 is:
If the precharge pulse PPI still maintains transistors N2 and P2 in a strong state, the data change signal is still able to propagate through inverters 14 and 15 to change the output level. The timing of the precharge pulse PPI is the shortest critical value. Even in the absence of the second precharge pulse PP2, an overall speed advantage is obtained as long as the output level is charged towards an intermediate level by the predicted precharge pulse PPI. The circuit 14 includes a first signal control line 14a for supplying signals taken from lines 13 and 15 to the control electrode of transistor P1, and a first signal control line 14a for supplying signals taken from lines 13 and 15 to the control electrode of transistor N1. A second signal control circuit 14b is provided for controlling the signal.

電路14aは2入カノア・ゲートG2を有し、その出力
信号2はインバータ14の入力に供給され、インバータ
14の出力信号V4はトランジスタP1のゲート電極に
供給される。電路14bは、インバータ13を有し、そ
の出力信号Vl3は2入力ナンド・ゲートG3の一方の
入力に供給され、ナンド・ゲートG3の出力信号V3は
インバータ15の入力に供給され、その出力信号V5は
トランジスタN1のゲート電極に供給される。DATA
信号はゲートG2およびG3の一方(1)の入力に供給
され、一方、線13上に存在するPP2はゲートG2の
第2(2)の入力およびインバータ13の入力に供給さ
れる。信号電路14aは、トランジスタP1を遮断しよ
うとする信号がよりゆつくりと伝播されるようになる犠
牲を払つてでも、トランジスタP1を導通させようとす
る信号がゲートG2およびインバータ14を経て非常に
速く伝播されるように設計されていることが望ましい。
同様に、信号路14bは、トランジスタN1を導通させ
る信号はゲートG3およびインバータ15を経て非常に
速く伝播され、一方トランジスタN1を遮断する信号は
よりゆつくりと伝播されるように設計されていることが
望ましい。これはゲートG2,G3、インバータ14,
15の切換り点をオフセツトする(すなわち非対称とす
る)ことによつて達成される。インバータ14および1
5は相補形インバータであつて、各インバータはVDD
とアースとの間に導電路が直列に接続されたP導電形の
GFETとN導電形のIGFETとからなつている。
Circuit 14a has a two-input canor gate G2, the output signal 2 of which is applied to the input of inverter 14, and the output signal V4 of inverter 14 is applied to the gate electrode of transistor P1. Electrical path 14b has an inverter 13 whose output signal Vl3 is fed to one input of a two-input NAND gate G3, whose output signal V3 is fed to the input of an inverter 15 whose output signal V5 is supplied to the gate electrode of transistor N1. DATA
The signal is fed to one (1) input of gates G2 and G3, while PP2, present on line 13, is fed to the second (2) input of gate G2 and to the input of inverter 13. Signal path 14a ensures that the signal attempting to turn on transistor P1 passes through gate G2 and inverter 14 very quickly, even at the expense of the signal attempting to turn off transistor P1 being propagated more slowly. Preferably, it is designed to be propagated.
Similarly, signal path 14b is designed such that the signal that turns on transistor N1 is propagated very quickly through gate G3 and inverter 15, while the signal that turns off transistor N1 is propagated more slowly. is desirable. This includes gates G2, G3, inverter 14,
This is achieved by offsetting (ie making asymmetrical) the 15 switching points. Inverter 14 and 1
5 is a complementary inverter, each inverter has VDD
It consists of a P-conductivity type GFET and an N-conductivity type IGFET, each of which has a conductive path connected in series between the GFET and the ground.

2個のIGFETのゲート電極はインバータの入力に共
通に接続され、2個のIGFETのドレン電極はインバ
ータの出力に共通に接続されている。
The gate electrodes of the two IGFETs are commonly connected to the input of the inverter, and the drain electrodes of the two IGFETs are commonly connected to the output of the inverter.

相補形インバータの伝送曲線の形、従つて切換り点は、
就中、インバータを構成するN形およびP形トランジス
タの特性およびインピーダンスに依存している。
The shape of the transmission curve of a complementary inverter, and therefore the switching point, is
Among other things, it depends on the characteristics and impedances of the N-type and P-type transistors that make up the inverter.

各トランジスタのインピーダンスZはそのチヤンネル長
さLとチヤンネル幅Wとの比の関数〔Z−f(L/W)
〕となる。従つて、インバータの切換り点はインバータ
を構成するIGFETの幅対長さの比(W/L)を適当
に選択し設計することによつて調整される。但し、これ
はIGFETの他のパラメータ、例えば閾値電圧、酸化
物の厚さ、ドーピング・レベル等が同じであると仮定さ
れている。トランジスタP4をN4よりも小さく作るこ
とによつて、インバータ14の切換り(すなわちトリツ
プ)点はアースに近く(但しトランジスタN4のVTよ
りも高い)に設定される。
The impedance Z of each transistor is a function of the ratio of its channel length L to channel width W [Z-f(L/W)
]. Therefore, the switching point of the inverter is adjusted by appropriately selecting and designing the width-to-length ratio (W/L) of the IGFETs that make up the inverter. However, this assumes that other parameters of the IGFET are the same, such as threshold voltage, oxide thickness, doping level, etc. By making transistor P4 smaller than N4, the switching (or tripping) point of inverter 14 is set close to ground (but higher than the VT of transistor N4).

従つて、インバータ4の入力における正に向う信号はV
4を急速に低レベルとし、一方同じ傾斜を持つVDDか
らアースへ向う負方向信号は切換り点に到達するのに比
較的長くかかる。また一旦切換り点に達すると、小さな
装置(すなわち高インピーダンス)であるトランジスタ
であるP4に対してはその出力のキヤパシタを充電する
のに、大きな装置であるトランジスタN4のキヤパシタ
ンスをアースに放電させるよりも長くかかる。従つて、
4は比較的ゆつくりと高レベルに向い、これに比して急
速に低レベルに向う。インバータ15について言えば、
トランジスタP5はN5よりも大きく作られていること
が望ましい。
Therefore, the positive going signal at the input of inverter 4 is V
4 goes low quickly, while a negative going signal from VDD to ground with the same slope takes relatively longer to reach the switching point. Also, once the switching point is reached, transistor P4, a small device (i.e. high impedance), charges its output capacitor rather than discharging the capacitance of transistor N4, a large device, to ground. It also takes a long time. Therefore,
4 tends to a high level relatively slowly, and in contrast, it tends to a low level rapidly. Regarding inverter 15,
It is desirable that transistor P5 be made larger than N5.

これによつてインバータ15の切換り点をVDDに近く
設定し、そのためインバータ14について述べたと同様
に5は急速に高レベルになり、ゆつくりと低レベルにな
る。ゲートG2およびG3について言えば、ゲートG2
は、VDDとゲート出力との間に直列に接続された2個
のP形トランジスタと、ゲート出力とアースとの間に並
列に接続された2個のN形トランジスタとからなつてい
る。
This sets the switching point of inverter 15 close to VDD so that 5 quickly goes high and slowly goes low, similar to what was described for inverter 14. Regarding gates G2 and G3, gate G2
consists of two P-type transistors connected in series between VDD and the gate output, and two N-type transistors connected in parallel between the gate output and ground.

第2図に示すように、ゲートG2のP形トランジスタは
N形トランジスタよりも大きい。従つて、ゲートG2の
切換り点はVDD近くに設定され、そのためその出力は
急速に高レベルになり、またゆつくりと低レベルになる
。ゲートG3は、VDDとゲート出力との間に並列に接
続された2個のP形トランジスタと、ゲート出力とアー
スとの間に直列に接続された2個のN形トランジスタと
からなる2入力相補ナンド・ゲートからなるものと仮定
する。
As shown in FIG. 2, the P-type transistor of gate G2 is larger than the N-type transistor. Therefore, the switching point of gate G2 is set near VDD so that its output goes high quickly and goes low slowly. Gate G3 is a two-input complementary consisting of two P-type transistors connected in parallel between VDD and the gate output and two N-type transistors connected in series between the gate output and ground. Assume that it consists of NAND gates.

第2図に示すようにゲートG3のN形トランジスタはP
形トランジスタよりも大である。そのためゲートG3の
切換り点はアース電位近くに設定され、それによつて出
力V3はゆつくりと低レベルに向い、急速に高レベルに
向う。第2図のプロツク14aおよび14bで示す信号
路の信号伝播路が非対称となつ;いるので、信号伝播の
ゆつくりとした方向を改善するために第2の予充電パル
スPP2を供給し、データ変化に対する出力の応答性を
さらに改善することが可能となる。
As shown in FIG. 2, the N-type transistor with gate G3 has P
It is larger than a type transistor. The switching point of gate G3 is therefore set close to ground potential, so that the output V3 slowly goes to a low level and quickly goes to a high level. Since the signal propagation path of the signal path shown by blocks 14a and 14b in FIG. This makes it possible to further improve the responsiveness of the output.

このやり方は、ラツチされたデータ伝達装置においける
ように、新しいデータの到達時点が正確に知ることがで
きるときに最も有効となる。代りに、インバータ14お
よび15に予充電パルスPPlを供給する第4図の回路
は、PPlがデータ・パルスと重なり合い、PPlがオ
ン状態で、さらにインバータ14および5の入力および
出力を中間レベルに保持しようとする時にも、それを通
してデータを伝播させようとするときに極めて有利であ
る。このPP2のスピードアツプ回路の動作については
、第3図の波形CおよびBに示すように、時刻t1でP
Plが正方向に変化した直後の時刻T2でPP2が正方
向に変化すると仮定して説明する。前述のように、PP
lが高レベルになつた後、1は低レベルに、トランジス
タN2およびP2は導通状態となり(導通状態に留まり
)、トランジスタN1およびP1もまた導通状態となつ
てVOをVDD/2に近い適当な中間のレベルに向けて
駆動する。
This approach is most effective when it is known exactly when new data arrives, such as in a latched data transmission system. Alternatively, the circuit of FIG. 4, which provides a precharge pulse PPl to inverters 14 and 15, overlaps the data pulse with PPl on, and also holds the inputs and outputs of inverters 14 and 5 at an intermediate level. It is also extremely advantageous when trying to propagate data through it. Regarding the operation of this speed-up circuit of PP2, as shown in waveforms C and B in FIG.
The description will be made assuming that PP2 changes in the positive direction at time T2 immediately after Pl changes in the positive direction. As mentioned above, P.P.
After l goes high, 1 goes low, transistors N2 and P2 become conductive (and remain conductive), and transistors N1 and P1 also become conductive, reducing VO to a suitable value close to VDD/2. Drive towards intermediate level.

PP2が正になると、ノア・ゲートG2の出力は時刻T
2〜T3における波形Gで示すように、低レベルに向け
て,駆動され、インバータ14の出力は高レベルに向け
て,駆動される。
When PP2 becomes positive, the output of NOR gate G2 is at time T
As shown by waveform G from 2 to T3, the output of the inverter 14 is driven toward a low level, and the output of the inverter 14 is driven toward a high level.

しかしながら、上述のように、トランジスタP4はゆつ
くりと導通状態となり、V4はゆつくりとVDDに向つ
て上昇する(時刻T3後の波形1)。これによつて、ト
ランジスタP4の効果が感知される前にトランジスタP
1はVOをVDD/2に向けて確実に上昇させることが
できる。その結果、PP2が正に向うことにより、イン
バータ3の出力は低レベルに向い、時刻T2、T3に対
する波形Hに示すように、また上述のようにV3をVD
Dに向けてゆつくりと上昇させ、トランジスタN5をゆ
つくりと導通させる。
However, as described above, transistor P4 slowly becomes conductive, and V4 slowly rises toward VDD (waveform 1 after time T3). This ensures that transistor P
1 can reliably increase VO toward VDD/2. As a result, as PP2 goes positive, the output of the inverter 3 goes to a low level, as shown in the waveform H for times T2 and T3, and as described above, the output of the inverter 3 goes to VD.
The voltage is slowly raised toward D, and the transistor N5 is slowly turned on.

これにより、トランジスタN5の効果が感知される前に
、トランジスタN1はVOをVDD/2に向けて確実に
低下させることが可能となる。トランジスタP4の導通
によつてV4を、従つてトランジスタP1のゲートにお
ける電圧VGPlを。
This allows transistor N1 to reliably reduce VO towards VDD/2 before the effect of transistor N5 is sensed. The conduction of transistor P4 causes V4 and thus the voltage VGPl at the gate of transistor P1.

o/2以上に上昇させ、一方、トランジスタN5の導通
によつてV5を、従つてトランジスタN1のゲートにお
ける重圧VGNlをVDD/2以下に低下させる。これ
によつてトランジスタP1およびN1を通る導通度は減
少する。しかしながら、トランジスタP1およびN1は
既にVOをVDD/2またはそれに近い値に充電してい
ることに注意する必要がある。さらにトランジスタP4
およびN5の導通によつてトランジスタP1およびN1
の導通度は低下するが、VOをVDD/2に向けて駆動
する動作は維持される。トランジスタP4およびN5の
導通に伴つてVDDとアースとの間にトランジスタP4
,N2,P2およびN5の各電路を経由する導電路が形
成される。
On the other hand, conduction of transistor N5 lowers V5, and thus the heavy pressure VGNl at the gate of transistor N1, to below VDD/2. This reduces the degree of conduction through transistors P1 and N1. However, it should be noted that transistors P1 and N1 are already charging VO to a value at or near VDD/2. Furthermore, transistor P4
and conduction of N5, transistors P1 and N1
The conductivity of VO decreases, but the operation of driving VO toward VDD/2 is maintained. Transistor P4 is connected between VDD and ground as transistors P4 and N5 become conductive.
, N2, P2 and N5 are formed.

トランジスタP4の導電路はVDDとトランジスタP1
のゲートとの間にインピーダンスを与える。またトラン
ジスタN2の導電路はトランジスタP1のゲートと出力
22との間にインピーダンスを与える。さらに、トラン
ジスタP2の導電路は出力22とトランジスタN1のゲ
ートとの間にインピーダンスを与え、トランジスタN5
の導電路はN1のゲートとアースとの間にインピーダン
スを与える。トランジスタP4,N5,P2,N2の相
対的な寸法は、4つのトランジスタがすべて導通状態と
なつたとき、トランジスタP4の導通路のインピーダン
スZP4がトランジスタN5の導通路のインピーダンス
ZN5にほぼ等しく、しかもこれらのインピーダンスは
、ZP2にほぼ等しいZN2よりもかなり大となるよう
なものであると仮定する。
The conduction path of transistor P4 is between VDD and transistor P1.
Provide impedance between the gate and the gate. The conductive path of transistor N2 also provides an impedance between the gate of transistor P1 and output 22. Furthermore, the conductive path of transistor P2 provides an impedance between the output 22 and the gate of transistor N1, and the conductive path of transistor P2 provides an impedance between the output 22 and the gate of transistor N1.
The conductive path provides an impedance between the gate of N1 and ground. The relative dimensions of the transistors P4, N5, P2, and N2 are such that when all four transistors are conductive, the impedance ZP4 of the conduction path of the transistor P4 is approximately equal to the impedance ZN5 of the conduction path of the transistor N5, and Assume that the impedance of is such that it is significantly larger than ZN2, which is approximately equal to ZP2.

ZP4,ZN,は比較的高インピーダンスであるので、
トランジスタP4,N2,P2,N5からなる導電路は
高インピーダンスで、低消費電力の電路となる。ZP4
+ZN2のインピーダンスZP2+ZN5のインピーダ
ンスにほぼ等しいので、oはVDD/2に向けて駆動さ
れ続け、あるいはVOO/2に保たれる。さらに単一駆
動段の作用によつて、第3図の波形F,IおよびJの時
刻T3の後に示すように、VOがV。D/2に向けて変
化する間、トランジスタP1のゲートに供給される電圧
(GPl)となるV4はDO/2よりもやや高い電圧に
駆動され(または保持され)、トランジスタN1のゲー
トに供給される電圧となる電圧V5はVDD/2よりも
やや低い電圧に駆動される(または保持される)。その
結果、時刻t1で高レベルに向うPPlに応答して、ト
ランジスタP1およびN1は導通状態となり、VOをD
D/2に向けて急速に駆動する。
Since ZP4 and ZN have relatively high impedance,
The conductive path made up of transistors P4, N2, P2, and N5 has high impedance and low power consumption. ZP4
Since the impedance of +ZN2 is approximately equal to the impedance of ZP2+ZN5, o continues to be driven towards VDD/2 or remains at VOO/2. Further, due to the action of the single drive stage, VO becomes V as shown after time T3 in waveforms F, I and J of FIG. While changing toward D/2, V4, which is the voltage (GPl) supplied to the gate of transistor P1, is driven (or held) to a voltage slightly higher than DO/2 and is supplied to the gate of transistor N1. The voltage V5 that becomes the voltage is driven (or held) to a voltage slightly lower than VDD/2. As a result, in response to PPl going high at time t1, transistors P1 and N1 become conductive, causing VO to D
Drive rapidly towards D/2.

次いで時刻T2で高レベルに向うPP2に応答して、イ
ンバータ14および15はトランジスタP1およびN1
の導通レベルを減少させる方向に駆動され、同時にVO
をVDD/2に向けて確実に変化し続け、さらにトラン
ジスタP1およびN1のゲートをVDD/2に近い電位
に保持する。トランジスタP1およびN1の導通度を減
少させることにより、データ信号が供給されたとき、選
択されない装置を遮断状態とするのが容易になる。同様
にVGPlの電位をVDD/2よりも僅かに高く保持す
ることによつて、それを遮断状態にあるいは導通状態に
するのが容易になる。またGNlをVDD/2よりも僅
かに低く保持することによつて、それを遮断状態に、あ
るいは導通状態にするのが容易になる。次に時刻T4で
DATAが有効状態となつたときの状態に対する回路の
動作を説明する。
Then, in response to PP2 going high at time T2, inverters 14 and 15 switch transistors P1 and N1
is driven in the direction of decreasing the conduction level of VO
continues to change reliably toward VDD/2, and further holds the gates of transistors P1 and N1 at a potential close to VDD/2. Reducing the conductivity of transistors P1 and N1 facilitates turning off unselected devices when a data signal is applied. Similarly, by keeping the potential of VGPl slightly higher than VDD/2, it is easier to turn it off or on. Also, by keeping GNl slightly lower than VDD/2, it is easier to turn it off or on. Next, the operation of the circuit when DATA becomes valid at time T4 will be described.

DATAが有効となつて高レベルになつたとき、V1が
高レベルになり(あるいは丁度高レベルになつた状態)
、PP2が低レベルになる(あるいは丁度低レベルにな
つた状態)と仮定する。
When DATA becomes valid and becomes high level, V1 becomes high level (or just becomes high level)
, PP2 go low (or just go low).

V1が高レベルになると、トランジスタP2およびN2
は遮断状態となる。各接続点の容量によつて、DATA
が高レベルになる直前では、各モードの電圧は上述のよ
うに、またT4について第3図に示すように維持されて
いる。DATAが高レベルとなることにより、正に向う
信号に対して迅速に応答するように非対称とされている
G3の出力は急速に低レベルとなる。
When V1 goes high, transistors P2 and N2
is in a cut-off state. Depending on the capacity of each connection point, DATA
Just before T4 goes high, the voltages in each mode are maintained as described above and as shown in FIG. 3 for T4. When DATA goes high, the output of G3, which is asymmetrical so that it responds quickly to positive signals, quickly goes low.

負に向う信号に対して迅速に応答するように非対称とさ
れているインバータ15は、トランジスタP5が強く導
通することによつて急速に切換り、VDD/2よりも僅
かに低かつたVGNlは。Dに向けて駆動する。トラン
ジスタP4によつてVGPlはVDDに向けて駆動され
るので、トランジスタP1は導通状態となる。従つて、
強く導通状態となるトランジスタN1は端子22をアー
ス電位へ向けて急速に放電させる。DATAが高レベル
であると、ゲートG2の出力は低レベルに留まり(PP
2が存在していたときと同様に)、インバータ14の出
力は高レベルに留まる。
The inverter 15, which is asymmetrical to respond quickly to negative-going signals, switches rapidly with transistor P5 conducting strongly, with VGNl slightly lower than VDD/2. Drive towards D. Since VGPl is driven toward VDD by transistor P4, transistor P1 becomes conductive. Therefore,
Transistor N1, which becomes strongly conductive, rapidly discharges terminal 22 towards ground potential. When DATA is high, the output of gate G2 remains low (PP
2), the output of inverter 14 remains at a high level.

この場合、任意の素子を切換えるのに必要とすることに
よる遅延は存在しないことに注意する必要がある。トラ
ンジスタN2が遮断することにより、トランジスタP4
はVDO/2よりも僅かに高いレベルにあつたトランジ
スタP1のゲートをDDに向けて充電し、このトランジ
スタP1を急速に遮断する。従つて、出力22を予充電
したトランジスタNl,P2およびPl,N2、トラン
ジスタP1およびN1のゲートを予充電したトランジス
タP4およびN5、および非対称化された電路は、デー
タ信号を回路を通つて極めて速く伝播することができ、
また急速に安定した出力信号を発生することができる。
Note that in this case there is no delay due to the need to switch any element. Transistor N2 turns off, transistor P4
charges the gate of transistor P1, which was at a level slightly higher than VDO/2, toward DD, and quickly shuts off this transistor P1. Therefore, the transistors Nl, P2 and Pl, N2 that precharged the output 22, the transistors P4 and N5 that precharged the gates of transistors P1 and N1, and the asymmetrical current path move the data signal through the circuit very quickly. can be propagated,
It is also possible to rapidly generate a stable output signal.

出力および(または)回路中の接続点を予充電せず、お
よび(または)非対称化信号伝播路を含まない通常の回
路と比較してVOが安定状態に駆動される速さを波形F
に示してある。新しいDATAが低レベルであつたとき
の回路の動作は上述の動作と鏡像ずなわち相補的なもの
である。
The waveform F shows how fast VO is driven to steady state compared to a conventional circuit that does not precharge the output and/or the connection points in the circuit and/or does not include a desymmetrizing signal propagation path.
It is shown in The operation of the circuit when new DATA is low is a mirror image or complement of the operation described above.

PP2が低レベルでDATAが低レベルであると、2は
高レベルになり、4は低レベルになる。これらの信号に
急速に応答し得るようにゲートG2およびインバータ1
4は非対称とされており、またVOは上述のレベルに充
電されるので、トランジスタP1は極めて速く導通状態
となり、VOをVDDに向けて1駆動する。その結果、
DATAが低レベルであると、電力を不必要に消費する
ことなく、V3の出力は高レベルに維持され、トランジ
スタP2が遮断することによつてトランジスタN5は急
速に且つ容易にトランジスタN1のゲートをアース電位
に引下げてこれを急速に遮断状態とし、さらにトランジ
スタP1はVOをVDDに引上げることができる。PP
2が低レベルであり、V1が低レベルである安定状態の
もとでは、線15上のDATA信号の値はトランジスタ
P1またはN1のいずれが導通状態とされるかを決定す
る。
If PP2 is low and DATA is low, 2 will be high and 4 will be low. Gate G2 and inverter 1 are configured to respond quickly to these signals.
Since 4 is asymmetric and VO is charged to the level mentioned above, transistor P1 becomes conductive very quickly, driving VO 1 towards VDD. the result,
With DATA at a low level, the output of V3 is maintained at a high level without unnecessarily dissipating power, and transistor N5 quickly and easily closes the gate of transistor N1 by blocking transistor P2. By pulling it down to ground potential, it is quickly turned off, and transistor P1 can then pull VO up to VDD. PP
Under steady state conditions where V1 is low and V1 is low, the value of the DATA signal on line 15 determines whether transistor P1 or N1 is rendered conductive.

これは回路5の2個の2進出力状態を特定する。PP2
が高レベルであるとき、すなわち正信号が線13に供給
されたとき、およびV1が低レベルであると、トランジ
スタP1およびN1は線15の信号の値に関せず遮断状
態となる。
This specifies the two binary output states of circuit 5. PP2
When is at a high level, ie when a positive signal is applied to line 13, and when V1 is at a low level, transistors P1 and N1 are cut off regardless of the value of the signal on line 15.

これは、出力が仮想的にフローテイングの状態にあり、
如何なる電位点にも密結合されておらず、OボルトとV
DDボルトとの間のほとんど任意の値をとり得るので、
第3(トリ・ステート)状態を設定する。最後に線11
に低レベルから高レベルへの変化があると、トランジス
タP2およびN2は導通し、出力22はPP2が高レベ
ルであろうと低レベルであろうとVDDとoボルトとの
中間の値に充電される。
This means that the output is virtually floating,
Not tightly coupled to any potential point, O volts and V
Since it can take almost any value between DD volts,
Set the third (tri-state) state. Finally line 11
When there is a low to high change in , transistors P2 and N2 conduct and the output 22 is charged to a value intermediate between VDD and o volts, whether PP2 is high or low.

これは出力に第4(クオド・ステート)状態を設定する
。このように、予測充電回路12は、トリ・ステート回
路のプルアツプ・トランジスタP1およびプルダウン・
トランジスタN1の双方を瞬時に導通状態とし、トリ・
ステートの出力を、データが存在するときに上記出力が
,駆動される高および低電圧の中間の電圧レベルにプリ
セツトするための回路と見ることができる。第4図に変
形して示すように第2図の回路は、出力が中間点に近く
充電されるように動作することもできる。
This sets the fourth (quad-state) state on the output. Thus, predictive charging circuit 12 connects pull-up transistor P1 and pull-down transistor of a tri-state circuit.
Both transistors N1 are turned on instantly, and the tri-
The output of the state can be viewed as a circuit for presetting the output to a voltage level intermediate between the high and low voltages at which the output is driven when data is present. As modified and shown in FIG. 4, the circuit of FIG. 2 can also be operated so that the output is charged near the midpoint.

これは、予充電パルスの発生に関して0ATA信号が回
路に供給されるときを正確に知ることのできるときの、
回路の好ましい動作モードである。しかしながらDAT
A信号の印加時点が正確に知ることができないときは、
PP2パルスの存在しない状態あるいは非常に短かいP
P2パルスで動作することが好ましい。
This is because when it is possible to know exactly when the 0ATA signal is applied to the circuit with respect to the occurrence of the precharge pulse,
This is the preferred mode of operation of the circuit. However, DAT
When it is not possible to know exactly when the A signal is applied,
No PP2 pulse or very short P
Preferably, it operates with P2 pulses.

PPIパルスはなお出力およびトランジスタP1および
N1のゲート電位を多少予充電する。予充電の程度はP
P2が存在する場合と等しくはならないが、本願発明の
効果は充分に得られる。出力およびトランジスタP1お
よびN1のゲートが充電される程度の重要な要因は、ト
ランジスタN2とP2の互いのインピーダンス比および
インバータエ4および15中のトランジスタのインピー
ダンスに対する比に依存している。勿論、これらは予充
電の範囲を所望の範囲に設定するために変えることがで
きる。第2図の回路は第4図に示すように変形すること
ができる。トランジスタP4lの導電路はインバータエ
4の入力と出力との間に接続され、トランジスタN5l
の導電路はインバータ15の入力と出力との間に接続さ
れている。トランジスタP4lのゲート電極はG1の出
力に接続され、トランジスタN5lのゲート電極はイン
バータエ1の出力に接続されている。その結果、V1が
低レベルになると、トランジスタP4lおよびN5lは
導通し、インバータエ4および15はそのトグル点すな
わち切換り点に向けで駆動され、それによつて回路の状
態設定後に到来するDATA信号に対する応答性は極め
て速くなる。図面の簡串な説明 第1図はこの発明を実施した記憶装置の一部分のプロツ
ク図、第2図はこの発明を実施した駆動回路の一部をプ
ロツクの形で、他の部分を概略回路図の形で示した図、
第3図は第2図の各点に関連する波形を示す図、第4図
はこの発明の,駆動回路の他の実施例を示す図である。
The PPI pulse still precharges the output and gate potentials of transistors P1 and N1 somewhat. The degree of precharging is P
Although it is not the same as when P2 exists, the effects of the present invention can be sufficiently obtained. An important factor in the extent to which the output and the gates of transistors P1 and N1 are charged depends on the impedance ratio of transistors N2 and P2 to each other and to the impedances of the transistors in inverters 4 and 15. Of course, these can be varied to set the precharge range to the desired range. The circuit of FIG. 2 can be modified as shown in FIG. The conductive path of transistor P4l is connected between the input and output of inverter E4, and the conductive path of transistor N5l
A conductive path is connected between the input and output of the inverter 15. The gate electrode of transistor P4l is connected to the output of G1, and the gate electrode of transistor N5l is connected to the output of inverter E1. As a result, when V1 goes low, transistors P4l and N5l are conductive and inverters 4 and 15 are driven towards their toggle or switching point, thereby causing the incoming DATA signal to Responsiveness will be extremely fast. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram of a portion of a storage device embodying the present invention, and Fig. 2 is a block diagram of a portion of a drive circuit embodying the invention, and a schematic circuit diagram of the other portions. A diagram shown in the form of
FIG. 3 is a diagram showing waveforms related to each point in FIG. 2, and FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the drive circuit of the present invention.

5・・・・・・駆動回路、12・・・・・・予充電回路
、14・・・・・・第1の手段、14a・・・・・・第
1の伝播路、14b・・・・・・第2の伝播路、20・
・・・・・第1の電圧端子、22・・・・・・出力点、
24・・・・・・第2の電圧端子、P1・・・・・・引
上げトランジスタ、N11・・・・・・引下げトランジ
スタ、N2・・・・・・トランジスタ(通常は非導通状
態にある手段)、P2・・・・・・トランジスタ(通常
は非導通状態にある手段)、工1 ・・・・・・インバ
ータ(通常は非導通状態にある手段)。
5... Drive circuit, 12... Precharging circuit, 14... First means, 14a... First propagation path, 14b... ...Second propagation path, 20.
...First voltage terminal, 22...Output point,
24...second voltage terminal, P1...pull transistor, N11...pull transistor, N2...transistor (means normally in a non-conducting state) ), P2...transistor (means normally in a non-conducting state), 1...inverter (means normally in a non-conducting state).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 2進値データ入力信号が供給される駆動回路であつ
て:導電路が第1の電圧端子と出力点との間に接続され
た第1の引上げトランジスタと、導電路が上記出力点と
第2の電圧端子との間に接続された第2の引下げトラン
ジスタと、一方の値をもつた上記入力信号に応答して上
記第1および第2のトランジスタのうちの一方のトラン
ジスタを導通状態とし且つ他方のトランジスタを遮断状
態とし、他方の値をもつた上記入力信号に応答して上記
一方のトランジスタを遮断状態とし且つ上記他方のトラ
ンジスタを導通状態とする第1の手段と、上記回路に新
しいデータ信号が供給されんとすることを示す制御信号
に応答する予充電回路を含む第2の手段とからなり、上
記予充電回路は上記トランジスタの導電路の導電度を制
御して上記出力点を上記第1の電圧端子と第2の電圧端
子とに供給される電圧の中間の値をもつた電圧に予充電
するものであり、上記予充電回路は、上記第1および第
2のトランジスタの制御電極に接続され、上記制御信号
が供給されたときに上記第1および第2のトランジスタ
の双方を瞬間的に導通状態とし、それによつて上記出力
点を上記第1の電圧端子と第2の電圧端子とに供給され
た上記電圧の中間の値をもつた電圧に充電するための通
常は非導通状態にある第3の手段からなり、上記第1の
手段は第1および第2の別々の伝播路を有し、これら各
伝播路の一方の端部には上記データ入力信号が供給され
、上記第1の伝播路の他方の端部は上記第1の引上げト
ランジスタの制御電極に接続され、上記第2の伝播路の
他方の端部は上記第2の引下げトランジスタの制御電極
に接続されており、上記第1の伝播路は上記一方の値の
ターン・オン信号を上記第1の引上げトランジスタに迅
速に伝送するように動作し、上記第2の伝播路は上記他
方の値のターン・オン信号を上記第2の引下げトランジ
スタに迅速に伝送するように動作する、上記駆動回路。
1. A drive circuit to which a binary data input signal is supplied, comprising: a first pull-up transistor with a conductive path connected between a first voltage terminal and an output point; a second pull-down transistor connected between a second voltage terminal and a second pull-down transistor, and one of the first and second transistors is rendered conductive in response to the input signal having one value; a first means for turning off the other transistor and turning on the other transistor in response to the input signal having the other value; and applying new data to the circuit. and second means including a precharging circuit responsive to a control signal indicating that a signal is to be applied, the precharging circuit controlling the conductivity of the conductive path of the transistor to cause the output point to be connected to the output point. The precharging circuit precharges the control electrodes of the first and second transistors to a voltage having an intermediate value between the voltages supplied to the first voltage terminal and the second voltage terminal. is connected to, when the control signal is supplied, momentarily makes both the first and second transistors conductive, thereby causing the output point to be connected to the first voltage terminal and the second voltage terminal. and third means, normally non-conducting, for charging to a voltage having a value intermediate the voltage applied to the first and second separate propagation paths. one end of each of these propagation paths is supplied with the data input signal, the other end of the first propagation path is connected to the control electrode of the first pull-up transistor, The other end of the second propagation path is connected to the control electrode of the second pull-down transistor, and the first propagation path quickly transmits the turn-on signal of the one value to the first pull-down transistor. and wherein the second propagation path is operative to rapidly transmit the turn-on signal of the other value to the second pull-down transistor.
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